JP2001515682A - バスブリッジ中の複数のバスノードにサイクルクロックを分配する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 複数のブリッジポータル(22)を含む複数のバス(30)を相互接続するバスブリッジ(20)である。各ブリッジポータル(22)はそれぞれ一つのバス(30)に結合し、各ブリッジポータル(22)にはそれぞれ一つのスイッチングサブシステム(80,100,122,140又は150)が結合されている。複数のスイッチングサブシステム(80,100,122,140又は150)が集合して、複数のブリッジポータル(22)を相互接続するスイッチングシステム(24)を構成する。バスブリッジ(20)は更に、複数のサイクルクロックサブシステム(83,103,123)を含む。各サイクルクロックサブシステムは、動作的に各ブリッジポータル(22)及び各スイッチングサブシステム(80,100,122,140又は150)に結合する。各サイクルクロックサブシステム(83,103,123)は、サイクルクロックを発生するサイクルクロック発生器(92,110)及び、リセット入力でサイクルクロックを受信し各スイッチングサブシステム(80,100,122,140又は150)及び各ブリッジポータル(22)のための共通タイミング基準を構成するサイクルカウンター出力を生成するサイクルカウンター(90,112,121)を含む。バスブリッジ(20)は、ＩＥＥＥ１３９４シリアルバスブリッジであることが望ましい。スイッチングサブシステム及びブリッジポータルの種々の特別な実現例が開示されている。

Description

【発明の詳細な説明】 バスブリッジ中の複数のバスノードにサイクルクロックを 分配する方法及び装置 〔発明の背景〕 本発明は、一般的にはバスブリッジに関し、更に特別には、複数のＩＥＥＥシ リアルローカルバスを相互接続するＩＥＥＥ１３９４シリアルバスの複数のシリ アルバスノード（ブリッジポータル）にサイクルクロックを分配する方法及び装 置に関する。 ＩＥＥＥ１３９４標準（以後、時には単に「ＩＥＥＥ１３９４」という）は、 例えば、ディジタルＴＶ、ＰＣ、ディジタルＶＣＲ、ディジタルカムコーダ、プ リンタ、ファックス装置、その他、利用者のエレクトロニクス及びコンピュータ 製品を相互接続するためのシリアルバス技術を規定している。ＩＥＥＥ１３９４ （時には「ファイヤワイヤ」と呼ばれる）は、低コストで、フレキシブルで、簡 便であり、利用者のエレクトロニクス及びコンピュータ製品を相互接続するため に、現在最も広く普及している高速ディジタル相互接続技術である。基本的なＩ ＥＥＥ１３９４標準は、100Mbps、200Mbps及び400Mbpsのシリアルデータレート を規定している。新しいＩＥＥＥ１３９４サブグループ（「ＩＥＥＥｐ１３９４. b」として知られている）は、現在、3.2Gbpsまでのシリアルデータレートへの後 方互換拡張について作業を行っている。ＩＥＥＥ１３９４は、非同期データ及び アイソクロノスデータの両者をサポートすることができ、従って、マルチメディ アへの応用のためには理想的である。１９９７年４月に発行されたＩＥＥＥSpec trumには「情報のスーパーハイウェイがマルチメディアへ向かう場合、エキスパ ートは、１３９４がハイウェイの最初及び最後の３メートルを舗装するだろうと 予言している」と述べられている。 ＩＥＥＥ１３９４は、現在、最大有線距離即ち長さを4.5メートルと規定して いる。従って、固有的にＩＥＥＥ１３９４シリアルバスは、相互に接近している コンポーネントを相互接続するためにのみ使用することができる。このように相 互に接近して相互接続されたコンポーネントのシステムは、通常「クラスタ」と 呼ばれる。住居環境におけるクラスタの例は、例えば家庭娯楽クラスタ、家庭計 算クラスタ、寝室クラスタ、その他の「マルチメディアアイランド」である。 図１に示すように、有線又は無線の接続を介してクラスタを相互接続すること ができる。現在、有線インフラストラクチュア中にＩＥＥＥ１３９４シリアルバ スを伸長するための方法として二つの方法がある。一つの方法は、現在ＩＥＥＥ ｐ１３９４.bサブグループで検討中の方法であり、プラスチック光ファイバ（Ｐ ＯＦ）又は非遮蔽ツイスト対（ＵＴＣカテゴリー５）送信線を用いてＩＥＥＥ１ ３９４シリアルバスを伸長し、有線の長距離ＩＥＥＥ１３９４シリアルバス拡張 を実現することである。この型の拡張により50−100メートルの距離に到達する ことができる。他の方法は、現在ＩＥＥＥｐ１３９４.1サブグループで検討中の 方法であり、二つの異なるＩＥＥＥ１３９４シリアルバスセグメント又はクラス タ間に有線ＩＥＥＥ１３９４「ブリッジ」を作ることにより、ＩＥＥＥ１３９４ シリアルバスを拡張することである。 更に図１によれば、ＩＥＥＥ１３９４シリアルバスを拡張する他の方法は、Ｉ ＥＥＥ１３９４クラスタ間に無線ＩＥＥＥ１３９４「ブリッジ」を作ることであ る。そのような無線ＩＥＥＥ１３９４ブリッジによれば、ＩＥＥＥ１３９４ネッ トワークに簡易性及びフレキシビリティを与えることが約束される。一般的に、 各部屋にＩＥＥＥ１３９４「アウトレット」を設ける新しい住居建造物中におい ては、有線ＩＥＥＥ１３９４ブリッジが優れた方法であると期待されている。し かしながら、現存している住居に有線ＩＥＥＥ１３９４ブリッジを後から取り付 ける場合は、広範囲の再配線が必要になるため、多くの住居にとってコストが嵩 み過ぎることになる。従って、現存している住居のために、無線ＩＥＥＥ１３９ ４ブリッジが充分に低コストならば適切な代替方法になる。更に、住居環境にお いてＩＥＥＥ１３９４シリアルバスを拡張するために、有線及び無線の両方法が 相補的に共存することが期待される。 無線ブリッジは固有の欠点を有することに注意すべきである。即ち、高速無線 接続を実現することは必然的に複雑になるため、無線ブリッジのデータ伝送レー トは有線ブリッジのそれよりかなり低いものになる。更に無線ブリッジは、高い データレートを持つ相対有線ブリッジに比してコスト効率的ではない。その基本 的な理由は、その使用に関してＦＣＣ規則のために、無線周波数スペクトルが分 割されていることである。例えば、2.4GHz帯域の使用はスプレッドスペクトル通 信に制限されており、これにより、利用可能データレートが2-4Mbps(ＩＥＥＥ80 2.11)に制限されている。無線非同期転送モード（ＷＡＴＭ）技術を用いれば更 に高いデータレート（約20−50Mbps）の伝送が可能である。しかしながら、ＷＡ ＴＭを用いるそのような高いデータレートの伝送は、5.15−5.35及び5.725−5.8 25GHzのNII帯域を使用しなければならない。ところが、これらの周波数のための ＲＦ技術が未だ成長していないので、これを実現するためにはかなりの出費が必 要になる。 上述の事情から、無線ＩＥＥＥ１３９４ブリッジは多様なデータレートを使用 することができることが明らかであり、従って、無線ＩＥＥＥ１３９４ブリッジ が複数のデータレートをサポートすることを可能にすることが必要である。 ここで図２を参照すると、ＩＥＥＥ１３９４ブリッジの一般的なアーキテクチ ャが描かれている。更に特別には、ＩＥＥＥ１３９４ブリッジ20は二つ又はそれ 以上のブリッジポータル22、装置固有のスイッチング網24及びサイクルクロック 26を含む。1995年11月21日付けのドキュメントP1394、ドラフト8.0v4(そのディ スクロージャは参照資料として添付されている)に記載されているように、各ブ リッジポータル22は個別シリアルバスノードであり、それに接続されている各ロ ーカルＩＥＥＥ１３９４シリアルバス30からのシリアルバス読取り書込み及びロ ック要求に応答する。各ブリッジポータル22は、非同期及びアイソクロノス両者 の全てのシリアルバスパケットをモニターし、パケットが存在する場合に、その パケットがスイッチング網24を通り他のどのブリッジポータル22に向かうかを決 定する。ブリッジポータル22を相互接続するスイッチング網24は、有線及び／又 は無線データ伝送手段を用いて、シリアルバスパケットを一つのブリッジポータ ル22から他のブリッジポータル22に転送することができる。ローカルＩＥＥＥ１ ３９４シリアルバスでは、そのバス上の全てのノードに共通のサイクルクロック が分配されることが必要である。同期が必要である基本的な理由は、ソース側で リアルタイムデータにタイムスタンプを押すためであり、これにより、 このタイムスタンプを用いて、(分割されているため)ネットワークが常に伝送可 能ではないという事実によって生じるタイミングジッターを著しく減少させるこ とができる。 ローカルＩＥＥＥ１３９４シリアルバスにおいては、サイクルマスター（又は「 ルートノード」）がこの機能を遂行する。サイクルマスターは、ローカルバスに 接続された全てのノードを125μsサイクルクロックに同期させる。各サイクルの スタートにおいて、サイクルマスターが各ノードに対して「サイクルスタートパ ケット」と呼ばれる特別な非同期パケットを送信する。各サイクルスタートパケ ットは現在のバスタイムを含み、それが各ノードのサイクルタイムレジスタ(Ｃ ＴＲ)に書込まれる。サイクルマスターがサイクルスタートパケットを送信しよ うとする時に通信チャンネルが「ビジー」である（例えば、ユーザー／ノードが その特別な時刻にデータを送信している場合である）ため、サイクルマスターが 送信端末をブロックし通信チャンネルが使用可能になるまで待たなければならず 、その時間だけサイクルスタートパケットの送信が遅れる場合がある。サイクル マスターは全てのノードに対して優先権を持っているので、そのような必然的な 遅延は最小になる。サイクルスタートパケットを受信する各ノードは、カウンタ ーを直ちにリセットしなければならない。それにより、全てのノードが同一サイ クルに同期される。 上述のように、このサイクルクロックは、ここでは、多様なデータレートで送 信する有線又は無線伝送手段を用いて送信することができるＩＥＥＥ１３９４ブ リッジを介して送信される。現在、ＩＥＥＥｐ１３９４.1サブグループは、サイ クルクロックの送信をその作業の範囲とは考えていない。従って、現在、このサ イクルクロックを送信するために利用できるドキュメントは存在しない。 上述のように、ＩＥＥＥ１３９４ブリッジにおいては、全てのブリッジポータ ルは各ローカルＩＥＥＥ１３９４シリアルバス上のノードである。シリアルバス ブリッジに接続された全てのＩＥＥＥ１３９４シリアルバスのうちに、全てのＩ ＥＥＥ１３９４シリアルバスにサイクルクロックを送信するノードである「サイ クルモンスター」が一つある。サイクルモンスターがブリッジポータルであるこ とは必要ないことに注意すべきである。一般的に、サイクルモンスターと共にＩ ＥＥＥ１３９４シリアルバスに接続されるブリッジポータルは、「サイクルモン スターポータル」と呼ばれる。更に、サイクルモンスターポータルを除く全ての ブリッジポータルはサイクルマスターであることに注意すべきである。 ＩＥＥＥ１３９４ブリッジに対してリアルタイムデータのアイソクロノスルー ティングをサポートするため、ＩＥＥＥ１３９４シリアルバス中の全てのブリッ ジポータルは、共通のサイクルクロックに同期しなければならない。従って、一 方で、異なる有線又は無線スイッチング網（これは装置固有であり、従って一定 しない）を使用することに起因するタイミングジッターを最小にしながら、この 同期の必要性に合致するサイクルクロックを分配する方法が必要である。本発明 はこれらの要求を満足させるものである。 〔発明の概要〕 本発明は、一つの観点において、それぞれが複数のバスのそれぞれの一つに結 合された複数のブリッジポータル、それぞれがブリッジポータルのそれぞれの一 つに結合された複数のスイッチングサブシステムを含む複数のバスを相互接続す るためのバスブリッジを包含する。複数のスイッチングサブシステムが集合して 複数のブリッジポータルを相互接続するスイッチングシステムを構成する。バス ブリッジは更に、それぞれが各ブリッジポータル及びそれに結合された各スイッ チングサブシステムに動作的に結合した複数のサイクルクロックサブシステムを 具える。各サイクルクロックサブシステムは、サイクルクロックを発生するサイ クルクロック発生器、及び、リセット入力でサイクルクロックを受信し、各スイ ッチングサブシステム及び各ブリッジポータルのための共通タイミング基準を構 成するサイクルカウンター出力を生成するサイクルカウンターを含む。バスブリ ッジは、ＩＥＥＥ１３９４シリアルバスブリッジであることが望ましい。スイッ チングシステムは、フレーム同期プロトコルを用いるならば有線スイッチングシ ステムでも無線スイッチングシステムでもよい。スイッチングサブシステム及び ブリッジポータルの種々の特別な実現例が開示される。 本発明は、他の観点において、それぞれが複数のバスの一つに結合されている 複数のブリッジポータル、及び、それぞれが複数のブリッジポータルの一つに結 合されている複数のスイッチングサブシステムを含み、複数のスイッチングサブ システムが集合して複数のブリッジポータルを相互接続するスイッチングシステ ムを構成するバスブリッジに、サイクルクロックを分配する方法を包含する。こ の方法は、各ブリッジポータルでサイクルクロックを発生するステップ、各ブリ ッジポータルで、サイクルカウンターを用いてサイクルカウンター出力を生成す るステップ、及び、サイクルカウンター出力を用いて、ブリッジポータル及びそ れらに結合された各スイッチングサブシステム両者のための共通タイミング基準 を生成するステップを含む。 〔図面の簡単な説明〕 添付された図面と共に以下に述べる詳細な説明を読むことにより、本発明のこ れら及び他の特徴、目的及び利点が更に明らかに理解される。添付された図面は 次のとおりである。 図１は、ＩＥＥＥ１３９４クラスタの有線及び無線相互接続を説明するブロッ ク図、 図２は、ＩＥＥＥ１３９４シリアルバスブリッジの一般的なアーキテクチャを 説明するブロック図、 図３は、ＩＥＥＥ１３９４シリアルローカルバスのルートノードでサイクルス タートパケットを発生するためのサイクルクロックサブシステムのブロック図、 図４は、ＩＥＥＥ１３９４シリアルローカルバスの受信ノードでサイクルスタ ートパケットを処理するためのサブシステムのブロック図、 図５は、本発明の好ましい第１実施例によるサイクルモンスターポータル、無 線スイッチングサブシステム及びサイクルクロックサブシステムのブロック図、 図６は、本発明の好ましい第２実施例によるサイクルモンスターポータル、無 線スイッチングサブシステム及びサイクルクロックサブシステムのブロック図、 図７は、本発明による他のブリッジポータル、無線スイッチングサブシステム 及びサイクルクロックサブシステムのブロック図、 図８は、本発明の他の実施例によるサイクルモンスターポータル、無線スイッ チングサブシステム及びサイクルクロックサブシステムのブロック図、及び、 図９は、本発明の他の実施例による他のブリッジポータル、無線スイッチング サブシステム及びサイクルクロックサブシステムのブロック図である。 〔発明の詳細な説明〕 図３を参照すると、ローカルＩＥＥＥ１３９４シリアルバスのルートノードで サイクルスタートパケットを発生するためのサイクルクロックサブシステム40が 示されている。サイクルクロックサブシステム40は、24.576MHzのマスタークロ ックレートで動作しその24.576MHzのクロック出力をサイクルカウンター44に送 るクリスタル42を含む。サイクルカウンター44は、ＩＥＣ１８８３標準によりＩ ＥＥＥ１３９４データパケットにタイムスタンプを押すために用いられる。目標 は、ローカルＩＥＥＥ１３９４シリアルバスに接続された全てのノードにサイク ルクロックが分配され、ローカルＩＥＥＥ１３９４シリアルバスに接続された全 てのノード内のサイクルカウンターを同期させることである。この目標は以下の ようにして達成される。 サイクルカウンター44の出力は、モジュロ125μsブロック46に達し、これは12 5μs毎にタイミング信号を状態マシン48に送る。状態マシン48は、モジュロ125 μsブロック46の出力を受信すると、チャンネル要求信号を１３９４物理的レイ ヤ（ＰＨＹ）50に送る。チャンネルが使用可能になると直ちに、１３９４ＰＨＹ レイヤ50がチャンネル使用可能信号を状態マシン48に送り返す。状態マシン48は 、チャンネル使用可能信号を受信し、サイクルスタートパケットのためのパケッ トヘッダーを作成し、更にレジスタ52にイネーブル信号を送る。レジスタ52は、 適切な時刻にサイクルカウンター44の内容をラッチし、バスタイムを発生する。 処理の若干の遅延を考慮に入れ、レジスタ52へのイネーブル信号の送出を適切に 遅らせることは容易にできる。 （パケットヘッダー及びバスタイム部分の両者からなり、ルートノードによっ て送信される）サイクルスタートパケットを受信する各ノードにおいては、受信 されたサイクルスタートパケットによってその受信ノード内のサイクルカウンタ ーが適切なバスタイムにセットされなければならない。そのようなバスタイムリ セット技術が図４に示されている。図４から分かるように、受信ノードの１３９ ４ＰＨＹレイヤ60は、ルートノードによって送信されたサイクルスタートパケッ トを受信し、次にそれをリンクレイヤに送る。受信ノードは、次に（ブロック62 において）サイクルスタートパケットのパケットヘッダーをデコードし、受信し たパケットが真のサイクルスタートパケットであることを確認する。同時にバス タイム値が受信ノードのレジスタ64にロードされる。(デコーディング動作又は レジスタ64へのバスタイム値のローディングのための)処理遅延に基づいて（ブ ロック66において）適切な処理遅延が決定される。加算器68により、決定された 処理遅延がレジスタ64の出力に加算され、遅延素子70において、デコードサイク ルスタートヘッダーブロック62の出力が決定された処理遅延だけ遅延される。遅 延素子70の出力はロード信号を構成し、それが受信ノードのサイクルカウンター 72に印加される。ロード信号により、加算器68により加算された出力をサイクル カウンター72にロードすることが可能になる。サイクルカウンター72は、受信ノ ードの24.576MHzクリスタル75のクロック出力により125μs毎にリセットされる 。サイクルカウンター72の125μs毎のリセットにより、異なるノードの異なるク リスタルから得られたクロックが相互に著しくドリフトしていないことを確認す ることができる。この機構は、ＭＰＥＧビデオにおける３個のバスクロックサイ クルに対するタイミングジッターを、約120nsに制限する。 上述のように、ＩＥＥＥ１３９４ブリッジに対してリアルタイムデータのアイ ソクロノスルーティングをサポートするために、ＩＥＥＥ１３９４シリアルバス ブリッジの全てのブリッジポータルが、共通のサイクルクロックに同期しなけれ ばならない。従って、必要なことは、一方で、異なる有線又は無線スイッチング 網（これは装置固有であり、従って一定しない）を使用することに起因するタイ ミングジッターを最小にしながら、この同期の必要性に合致するサイクルクロッ クを分配する方法である。 ＩＥＥＥ１３９４ブリッジポータルを相互接続するために無線スイッチング網 を用いる場合は、以下に列挙する問題を考慮する。 （1）サイクルスタートパケットのためのオーバーヘッドは明らかに低データレ ート送信のためのものであるので、125μs毎にサイクルスタートパケットを送る ことは不可能かも知れない。 （2）サイクルスタートパケットを送らなければならないその瞬間に、無線通信 チャンネルが使用不可能かも知れない。有線スイッチング網に関しては、通信チ ャンネルの使用不可能の時刻がかなり長い場合がある。 （3）サイクルモンスターポータルがルートノードではない可能性がある。 （4）大部分の標準は異なる無線ノード間で同期されるフレームタイミングの概 念を持っているが、全ての現在の無線伝送標準はフレームベースについて取扱っ ていない。 後述により明らかになるように、本発明のサイクルクロック分配方法は、前述 の各問題を解決する。第１に、ＩＥＥＥ１３９４と互換性を持つと考えられる全 ての無線標準はフレーム同期機構をサポートするものと仮定する。これに関して は、ＴＥＥＥ802.11はフレーム同期機構として周期的に離れた複数のビーコンを 用いる。無線ＡＴＭ（ＷＡＴＭ）について、「ハイパーラン２」と呼ばれるタイム スタンプを用いる類似の方法がヨーロッパで提案されている。ＧＳＭ、ＤＥＣＴ 、ＩＳ-95、ＩＳ-54及びＩＳ−136のような無線セルラー標準も、同様にフレー ムベースのタイミングを用いる。フレームベースのタイミングを用いない主な無 線標準の一つはハイパーラン１である。しかしながら、この標準に基づくデバイ スは少ないので、ハイパーラン１が決して幅広い受容性を獲得しないことは極め てあり得ることである。従って、フレーム同期機構をサポートする無線標準のみ が、本発明の目的のためにＩＥＥＥ１３９４と互換性を持つと考えられるという 前提（仮定）は、過度に限定することとはならない。 図５を参照して、本発明の好ましい第１実施例により、無線スイッチング網を 用いるＩＥＥＥ１３９４シリアルバスブリッジのサイクルモンスターポータルで サイクルクロックを分配する方法を説明する。図５の「無線部分」80は、無線Ｉ ＥＥＥ１３９４シリアルバスブリッジのサイクルモンスターポータルに結合して いる無線スイッチングサブシステムに属する。「１３９４部分」82は、無線ＩＥ ＥＥ１３９４シリアルバスブリッジのサイクルモンスターポータルの通信インタ ーフェース部分に属する。図５に示されたシステムにおいては、サイクルモンス ターポータルはサイクルマスターではないと仮定している。本発明によれば、Ｉ ＥＥＥ１３９４シリアルバスブリッジの各ブリッジポータル（サイクルモンスタ ーポータル及び全ての「他の」ブリッジポータルを含む）は、後述から明らかな ように、それぞれ無線（又は有線）スイッチングサブシステムに結合されること に注意すべきである。更に、各ブリッジポータルの一つにそれぞれ結合された複 数のスイッチングサブシステムは、集合してＩＥＥＥ１３９４シリアルバスブリ ッジのスイッチングシステム（即ち、スイッチング網）を構成することが図から 分かる。 図から分かるように、無線部分80は、モジュロ125μsブロック46がモジュロＷ μsブロック46’で置き換えられていることを除いて、図３に示され前述された サイクルクロックサブシステム40と実質的に同一である。ここで、「Ｗ」は、無 線部分80のサイクルタイム、又は、一般的に、無線部分80によって用いられる無 線通信標準のフレームタイムである。１３９４部分82は、図４に示された受信ノ ード処理サブシステムと実質的に同一である。本発明によれば、無線部分80及び １３９４部分82は両者共、動作的に、サイクルカウンター90及び24.576MHzクリ スタル92を含む共通のサイクルクロックサブシステム83に結合されている。 このように、無線部分80及び１３９４部分82は両者共、本質的に同一サイクル クロックのスレーブである。この方法において、無線部分80に追加されるタイミ ングジッターは、単に、パラメータ「Ｗ」の関数である、無線スイッチング網の クロック間のドリフトに低減することができる。 このサイクルクロック分配技術は同様に有線ＩＥＥＥ１３９４シリアルバスブ リッジ、即ち、有線スイッチング網が用いられているＩＥＥＥ１３９４シリアル バスブリッジにおいても用いることができ、従って無線サブシステムが有線サブ システムになることは、当業者には明らかである。 図６を参照して、本発明の好ましい第２実施例により、無線スイッチング網を 用いるＩＥＥＥ１３９４シリアルバスブリッジのサイクルモンスターポータルで サイクルクロックを分配する方法を説明する。図６の「無線部分」100は、同様に 、無線ＩＥＥＥ１３９４シリアルバスブリッジのサイクルモンスターポータルに 結合している無線スイッチングサブシステムに属する。「１３９４部分」102は 、無線ＩＥＥＥ１３９４シリアルバスブリッジのサイクルモンスターポータルの 通信インターフェース部分に属する。図６に示されたシステムにおいては、サイ クルモンスターポータルがサイクルマスターであると仮定している。図から分か るように、無線部分100は図５に示された無線部分80と同一であり、１３９４部 分102は、図３に示され示されたサイクルクロックサブシステム40と実質的に 同一である。無線部分100及び１３９４部分102は両者共、動作的に、24.576MHz クリスタル110及びサイクルカウンター112を含む共通のサイクルクロックサブシ ステム103に結合されている。 図７を参照して、本発明の現在好ましい実施例によるＩＥＥＥ１３９４シリア ルバスブリッジの他の（即ち、サイクルモンスターポータル以外の）ブリッジポ ータルでサイクルクロックを分配する方法を説明する。１３９４部分120は、Ｉ ＥＥＥ１３９４シリアルバスブリッジの「他の」ブリッジポータルのそれぞれの 通信インターフェース部分に属し、無線部分122は、動作的に結合している無線 サブシステムに属する。一般的に、図７に示された構成は、１３９４及び無線部 分120、122がそれぞれ適切な１３９４／無線物理的レイヤが逆転していることを 除いて、図５に示されたそれと同一である。この場合、無線部分122は、新しい サイクルスタートパケットを受信する度に、各サイクルクロックサブシステム12 3のサイクルカウンター121を更新する。前述のように、サイクルスタートパケッ トを、１３９４部分120とは異なるレートで無線部分122によって受信することが できる。ＩＥＥＥ１３９４シリアルバスブリッジの全ての(但しサイクルモンス ターポータルを除く)ブリッジポータルがサイクルマスターであるので、各「他 の」ブリッジポータルの有線１３９４部分120は、常に固有の125μs毎にサイク ルスタートパケットを発生する。しかしながら、各ブリッジポータルがそれらの それぞれのローカルシリアルバスのサイクルマスターであることは、本発明の実 行において本質的ではないことが明確に理解されるべきである。 更に、無線／相互接続標準が、24.576MHzクロックに基づくサイクルカウンタ ーの完全な精度をサポートしないこともある。例えば、ＴEEE802.11は１μsのみ のクロック精度をサポートする。即ち、これでは、24.576MHzクロックを表すた めに充分な数のビットを完全な精度で持つバスタイムを送ることは不可能である 。しかしながら、本発明の他の観点によれば、無線／相互接続標準が24.576MHz クロックに基づくサイクルカウンターの完全な精度をサポートしない場合におい ても、各それぞれのサイクルクロックサブシステムのサイクルカウンターの完全 な精度を保証することができる。更に特別に、本発明のこの観点によれば、サイ クルカウンターは、24.576MHzクロックで自身の更新を続け、無線チャンネル上 に送信できないこのクロックの最下位有効ビットを、例えば全てゼロであるよう な、現在の値と比較する。サイクルカウンターの出力の最下位有効ビットが所定 の値に等しい時にのみ、無線チャンネル上にバスタイムを送出する。受信側にお いては、与えられたバスタイムに従って、サイクルカウンターにその所定の値を ロードする。従って、サイクルカウンターの完全な精度が保証される。 図８は、本発明の前述の観点により、無線部分によってサイクルカウンターの 完全な精度が送信されない場合にサイクルモンスターポータルで無線サイクルス タートパケットを発生するための（ＩＥＥＥ１３９４シリアルバスブリッジの） サブシステムのブロック図を示し、図９は、本発明の前述の観点により、無線部 分によってサイクルカウンターの完全な精度が送信されない場合に（ＩＥＥＥ１ ３９４シリアルバスブリッジの）他のブリッジポータルで無線サイクルスタート パケットを受信するための（ＩＥＥＥ１３９４シリアルバスブリッジの）サブシ ステムのブロック図を示す。 図８に示されたサブシステムの無線部分140は、サイクルカウンターの出力の 最下位有効ビットが所定の値に等しい時を決定し、それが検出された時に状態マ シンによるサイクルスタートパケットの送出を開始させるトリガー信号を発生す るための追加の処理ブロック142を含むことを除いて、図６に示された無線部分1 00と同一である。同様に、図９に示されたサブシステムの無線部分150は、受信 したサイクルスタートパケットから抽出したバスタイムに従ってサイクルカウン ターに所定の値をロードするための追加の処理ブロック152を含むことを除いて 、図７に示された無線部分122と同一である。図８に示されたサブシステムの１ ３９４部分141は、サイクルモンスターポータルがサイクルマスターであるか又 は否かに従って図５又は６に示されたものと同一にすることができる。図９に示 されたサブシステムの１３９４部分151は、図７に示されたものと同一にするこ とができる。 前述により、当業者には、本発明のサイクルクロックの分配方法は無線ＩＥＥ Ｅ１３９４シリアルバスブリッジのみに限定されるものではなく、更に、一般的 に全てのスイッチング網の実現に適用し得るものであることが明らかである。た だ一つの制限は、スイッチング網がフレームに基づく同期をサポートすることで ある。更に、前述の本発明のサイクルクロックの分配方法は、現在利用可能な技 術を越えて、下記に列挙する利点を有する。 （１）多重物理的レイヤ標準をサポートできる。 （２）有線又は無線スイッチング網をサポートできる。 （３）異なるデータレートをサポートできる。 （４）実際の構成が単純且つ一般的である。 （５）タイミングジッターを著しく小さくする。 前述においては本発明が詳細に説明されているが、基本的な発明の概念に対す る当業者には明らかな多くの変更及び／又は修正は、請求項に記載された本発明 の精神及び範囲に含まれるものである。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 Ｅ１３９４シリアルバスブリッジであることが望まし い。スイッチングサブシステム及びブリッジポータルの 種々の特別な実現例が開示されている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．それぞれが複数のバスのそれぞれの一つに結合された複数のブリッジポータ ル、 それぞれがブリッジポータルのそれぞれの一つに結合された複数のスイッチ ングサブシステムであって、集合して複数のブリッジポータルを相互接続する スイッチングシステムを構成する複数のスイッチングサブシステム、 それぞれが各ブリッジポータル及びそれに結合された各スイッチングサブシ テムに動作的に結合した複数のサイクルクロックサブシステム を具える、複数のバスを相互接続するためのバスブリッジにおいて、 各サイクルクロックサブシステムが、 サイクルクロックを発生するサイクルクロック発生器、及び、 リセット入力でサイクルクロックを受信し、各スイッチングサブシステム及 び各ブリッジポータルのための共通タイミング基準を構成するサイクルカウン ター出力を生成するサイクルカウンター を含むことを特徴とするバスブリッジ。 ２．請求項１に記載のバスブリッジにおいて、各スイッチングサブシステムが無 線スイッチングサブシステムであり、スイッチングシステムが無線スイッチン グシステムであるバスブリッジ。 ３．請求項１に記載のバスブリッジにおいて、各スイッチングサブシステムが有 線スイッチングサブシステムであり、スイッチングシステムが有線スイッチン グシステムであるバスブリッジ。 ４．請求項１に記載のバスブリッジにおいて、バスブリッジがシリアルバスブリ ッジであり、各バスがシリアルローカルバスであり、且つ、各ブリッジポータ ルがシリアルローカルバス上のノードであるバスブリッジ。 ５．請求項１に記載のバスブリッジにおいて、バスブリッジがＩＥＥＥ１３９４ シリアルバスブリッジであり、各バスがＩＥＥＥ１３９４シリアルローカルバ スであり、且つ、各ブリッジポータルがＩＥＥＥ１３９４シリアルローカルバ ス上のノードであるバスブリッジ。 ６．請求項１に記載のバスブリッジにおいて、選択された一つのブリッジポータ ルがサイクルモンスターポータルであるバスブリッジ。 ７．請求項６に記載のバスブリッジにおいて、サイクルモンスターポータルがサ イクルマスターであるバスブリッジ。 ８．請求項６に記載のバスブリッジにおいて、サイクルモンスターポータルがサ イクルマスターではないバスブリッジ。 ９．請求項１に記載のバスブリッジにおいて、スイッチングシステムがフレーム 同期プロトコルを用いるバスブリッジ。 10．請求項９に記載のバスブリッジにおいて、サイクルモンスターポータルに結 合されたスイッチングサブシステムが、 Ｗをフレーム同期プロトコルにより定められたフレームタイムとした場合に 、各サイクルクロックサブシステムのサイクルカウンター出力を受信し、それ に応答してＷμs毎にタイミング信号を生成するモジュロＷμsカウンター、 タイミング信号に応答してイネーブル信号を生成する状態マシン、及び、 各サイクルクロックサブシステムのサイクルカウンター出力を受信する第１ 入力及びイネーブル信号を受信する第２入力を有し、イネーブル信号に応答し て現在のバスタイムを表すバスタイムデータブロックを出力するレジスタを含 むバスブリッジ。 11．請求項10に記載のバスブリッジにおいて、サイクルモンスターポータルが、 各スイッチングサブシステムからサイクルスタートパケットを受信する物理 的レイヤ、 サイクルスタートパケットのパケットヘッダーをデコードし、サイクルスタ ートパケットの受信を表すデコード信号を出力するデコーディングセクション 、 サイクルスタートパケットをデコードするために必要な処理時間を決定し、 決定された処理時間を表す処理遅延時間出力を出力する処理遅延セクション、 デコード信号を処理遅延時間だけ遅延させ、ロード信号を出力する遅延素子 、 バスタイムデータブロックを受信し、現在のバスタイムを表すレジスタ出力 を生成するレジスタ、 処理遅延時間出力及びレジスタ出力を合計し、その合計を出力する加算器を 含み、 各サイクルクロックサブシステムのサイクルカウンターがロード信号を受信 し、ロード信号に応答して、合計が各サイクルクロックサブシステムのサイク ルカウンター中にロードされるバスブリッジ。 12．請求項10に記載のバスブリッジにおいて、サイクルモンスターポータルが、 Ｎを前記バスプロトコルにより定められた値とした場合に、各サイクルクロ ックサブシステムのサイクルカウンター出力を受信し、それに応答してＮμs 毎に第２タイミング信号を生成するモジュロＮμsカウンター、 第２タイミング信号に応答して第２イネーブル信号を生成する第２状態マシ ン、及び、 各サイクルクロックサブシステムのサイクルカウンター出力を受信する第１ 入力及び第２イネーブル信号を受信する第２入力を有し、第２イネーブル信号 に応答して現在のバスタイムを表す第２バスタイムデータブロックを出力する 第２レジスタ を含むバスブリッジ。 13．請求項10に記載のバスブリッジにおいて、サイクルモンスターポータル以外 の各ブリッジポータルが、 Ｎを前記バスプロトコルにより定められた値とした場合に、各サイクルクロ ックサブシステムのサイクルカウンター出力を受信し、それに応答してＮμs 毎にタイミング信号を生成するモジュロＮμsカウンター、 タイミング信号に応答してチャンネル要求信号を生成する状態マシン、 チャンネル要求信号を受信し、それに応答して、無線スイッチングシステム によって使用される無線通信チャンネルが使用可能であることを決定するチャ ンネル使用可能信号を生成し、状態マシンがそのチャンネル使用可能信号を受 信し、チャンネル使用可能信号に応答してパケットヘッダー及びイネーブル信 号を生成する、物理的レイヤ、 各サイクルクロックサブシステムのサイクルカウンター出力を受信する第 １入力及びイネーブル信号を受信する第２入力を有し、イネーブル信号に応答 して現在のバスタイムを表すバスタイムデータブロックを出力するレジスタを 含み、 パケットヘッダー及びバスタイムデータブロックが共に、各無線スイッチン グシステムによって送信されるサイクルスタートパケットを含むバスブリッジ 。 14．請求項10に記載のバスブリッジにおいて、サイクルモンスターポータル以外 の各ブリッジポータルに結合された各無線スイッチングサブシステムが、 各ブリッジポータルからサイクルスタートパケットを受信する無線物理的レ イヤ、 サイクルスタートパケットのパケットヘッダーをデコードし、サイクルスタ ートパケットの受信を表すデコード信号を出力するデコーディングセクション 、 サイクルスタートパケットをデコードするために必要な処理時間を決定し、 決定された処理時間を表す処理遅延時間出力を出力する処理遅延セクション、 デコード信号を処理遅延時間だけ遅延させ、ロード信号を出力する遅延素子 、 バスタイムデータブロックを受信し、現在のバスタイムを表すレジスタ出力 を生成するレジスタ、 処理遅延時間出力及びレジスタ出力を合計し、その合計を出力する加算器を 含み、 各サイクルクロックサブシステムのサイクルカウンターがロード信号を受 信し、ロード信号に応答して、合計が各サイクルクロックサブシステムのサイ クルカウンター中にロードされるバスブリッジ。 15．請求項９に記載のバスブリッジにおいて、サイクルモンスターポータルに結 合されたスイッチングサブシステムが、 Ｗをフレーム同期プロトコルにより定められたフレームタイムとした場合に 、各サイクルクロックサブシステムのサイクルカウンター出力を受信し、Ｗμ s毎に第１タイミング信号を生成するモジュロＷμsカウンター、 タイミング信号に応答してチャンネル要求信号を生成する状態マシン、 第１チャンネル要求信号を受信し、それに応答して、スイッチングシステム によって使用される通信チャンネルが使用可能であることを決定する第１チャ ンネル使用可能信号を生成し、状態マシンがそのチャンネル使用可能信号を受 信し、チャンネル使用可能信号に応答してパケットヘッダー及びイネーブル信 号を生成する、物理的レイヤ、 各サイクルクロックサブシステムのサイクルカウンター出力を受信する第１ 入力及び第１イネーブル信号を受信する第２入力を有し、第１イネーブル信号 に応答して現在のバスタイムを表す第１バスタイムデータブロックを出力する レジスタ を含み、 パケットヘッダー及びバスタイムデータブロックが共に、スイッチングシス テムによって送信されるサイクルスタートパケットを含むバスブリッジ。 16．請求項９に記載のバスブリッジにおいて、サイクルモンスターポータルに結 合された無線スイッチングサブシステムが、 Ｗをフレーム同期プロトコルにより定められたフレームタイムとした場合に 、各サイクルクロックサブシステムのサイクルカウンター出力を受信し、Ｗμ s毎にタイミング信号を生成するモジュロＷμsカウンター、 タイミング信号に応答してチャンネル要求信号を生成する状態マシン、 各サイクルクロックサブシステムのサイクルカウンター出力の下位有効ビッ トを予め定められた値と比較し、等しいことを検出した時にトリガー信号を出 力する比較回路、 チャンネル要求信号を受信し、それに応答して、無線スイッチングシステム によって使用される無線通信チャンネルが使用可能であることを決定するチャ ンネル使用可能信号を生成し、状態マシンがそのチャンネル使用可能信号を受 信し、チャンネル使用可能信号及びトリガー信号両者の受信に応答してパケッ トヘッダー及びイネーブル信号を生成する、無線物理的レイヤ、 各サイクルクロックサブシステムのサイクルカウンター出力を受信する第１ 入力及びイネーブル信号を受信する第２入力を有し、イネーブル信号に応答し て現在のバスタイムを表すバスタイムデータブロックを出力するレジスタ を含み、 パケットヘッダー及びバスタイムデータブロックが共に、各無線スイッチン グシステムによって送信されるサイクルスタートパケットを含むバスブリッン 。 17．それぞれが複数のバスの一つに結合されている複数のブリッジポータル、及 び、それぞれが複数のブリッジポータルの一つに結合されている複数のスイッ チングサブシステムを含み、複数のスイッチングサブシステムが集合して複数 のブリッジポータルを相互接続するスイッチングシステム構成するバスブリッ ジに、サイクルクロックを分配する方法であって、 各ブリッジポータルでサイクルクロックを発生するステップ、 各ブリッジポータルで、サイクルカウンターを用いてサイクルカウンター出 力を生成するステップ、及び、 サイクルカウンター出力を用いて、ブリッジポータル及びそれらに結合され た各スイッチングサブシステム両者のための共通タイミング基準を生成するス テップ を含む方法。